Квазиоптимальный по быстродействию регулятор Советский патент 1975 года по МПК G05B11/26 

(54) КВАЗИОПТИМАЛЬНЫЙ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ

РЕГУЛЯТОР тельности импульсов, при этом выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входо импульсного звена, а два его входа - со вторыми входами элементов И и с соответствующими выходами уровня задания блока квантования. На чертеже приведена схема предлагае мого регулятора. Квазиоптимальный по быстродействию регулятор содержит блок 1свантования 1 входного сигнала (на шесть уровней), два формирователя длительности импульсов 2 и 3, шесть элементов НЕ 4 два элемен та И 5 и 6, импульсное звено 7, запирающий вентиль 8 и элементы ИЛИ. 912. Выходел блока квантования соединены с входами двух формирователей 2 и 3 длительноста импульсов: со 2-ым непосредственно, а с 3-им - через элементы НЕ Два выхода блока квантования, соответ ствующие уровню задания, св51заны: первы - с входом элемента И 5, а второй - с входами элемента И 6, на вторые входы которых эти же выходы блока квантования поданы через соеданенные последовательно элёмЗЯт ИЛИ 9, импульсное звено 7 и запирающий вентиль 8. На запрещающий вход запирающего вентиля 8 поданы через элемент ИЛИ 1О выходи формирователей 2 и 3 длительности импульсов. Входы эле мента ИЛИ 11 связаны с граничным верхним выходом блока квантования 1, выходами формирователя 2 длительности импульсов и элемента И 5, а входы эле мента ИЛИ 12 - с граничным нижним выходом блока квантования 1, выходами формирователя 3 длительности импульсов и элемента И 6. Выходы элементов ИЛИ 11 и 12 являются выходами регулятора и предназначены для управления исполнительным механизмом регулирующег органа системы регулирования. Блок квантования 1 входного сигнала настраивается таким образом, чтобы задание регулируе.1ого параметра приходилось на середину зоны квантования, т. е. между ДВУ1.1Я средними уровн$ши. Регулятор работает следующим образом Отклоняясь от задания, сигнал регулируемой величины будет последовательно пересекать уровни квантования, сначала ближайщие к заданию, а затем последующие. При отклонении регулируемой величины при этом вверх от задания на выходах блока квантования 1, лежащих выще задания, сигналы будут последовательно появляться, а при отклонении регулируемой величины вниз от задания сигналы с вы ходов блока квантования 1, находящихся ниже задания, будут последовательно сниматься. На каждое такое появление или исчезновение соЬтвётстъённо реагирует формирователь длительности импульсов 2 или 3 импульсом определенной длительности, на выходе одного из элементов ИЛИ 11 или 12 при этом формируется импульсное управляющее воздействие, соответственно, Меньще или Больше. Длительность импульсов, вьфабатъшаемых формирователями 2 и 3, не постоянна, подчинена определенному закону и зависит от величины отклонения сигнала регулируемого параметра от задания: чем больще отклонение, т, е. чед,| дальше от задания пороговый уровень, тем больше длнхольиость импульса. Если отклонение регулируемой величины будет столь большим, что выйдет за пределы зоны квантования, т. е. выше верхнего граничного или ниже нижнего граничного уровней квантования, то на выходе одного из элементов 11 или 12 будет фиксироваться непрерывный управляющий сигнал, соответственно Меньше или Больше, до тех пор, пока сигнал регули-руемой величины не вернется в зону кван- тования, изменив при этом , знак производной. При движении процесса к заданию сигналы с выходов блока квантования, лежащих Bbmie задания, последовательно снимаются, а на выходах, находящихся ниже задания, последовательно появляются. На каждое такое появление шш исчезновение реагирует, соответственно, формирователь 2 или 3 импульсом определенной длительности. Управляющее импульсное воздействие на выходах реагирующего устройства при этом направлено на торможение системы, чтобы обеспечить плавный вход регулируемого параметра в зону задания и исключить или уменьшить перерегулирование. Формирователи 2 и 3 настроены таким образом, что при пересечении одного и того же порогового уровня при движении процесса к заданию длительность вырабатьшаемого импульса всегда меньше, чем при движении процесса От задания. Работа канала, состоящего из цепочки -ближайшие к заданию поро1х вые уровни -импульсное звено - запирающий вентиль. Введение этой цепочки в схему регу;шру- ющего устройства позволило повысить точность и надежность регулятора. Работа канала осуществляется одновременно с описанной работой двух других каналов регулирования: непрерывного по

отклонению и импульсного по отклонению и производной.

При отклонении регу шруемого параметра до одного из двух ближайших к заданию пороговых уровней т. е. при появле НИИ сигнала на ближайшем верхнем выходе блока квантования или при исчезновении ег с ближайшего нижнего выхода запускается импульсное звено 7, которое через запирающий вентиль 8 начинает вьщавать на эл&мент И 5 и элемент И 6 периодичетскую последовательность импульсов.

В зависимости от знака отклонения срабатывает одна из этих схем и на соответствующем выходе регулирующего устройст ва формируется импульсное управляющее воздействие.

Длительность управляющих импульсов при этом постоянна и в первом приближении равна минимальной длительности управляющего импульса формирователей 2 и 3. Частота следования импульсов также постоянна и зависит от характера возмущающего воздействия, а также от динамических свойств конкретного объекта управления. Этот канал управления имеет подчиненное, вспомогательное значение, поэтому при появлении любого управляющего импульса на выходе формирователя 2 или 3 этот канал тем же импульсом запирается через вентиль 8.

Если окажется, что отклонение регулируемой величины не равно нулю, а проиэводная отклонения близка к нулю, т. е., если процесс окажется в межпороговой зоне вдали от задания и при малых производных (зависнет), то в этом случае управляющие импульсы, вырабатываемые импульсным звеном 7, уменьшая отклонение, вьшедут процесс до пересечения очередного порогового уровня блока квантования.

При этом формирователь сформирует соответствукмиий импульс утфавления, который выведет регулируемую величину в зону задания. При входе процесса в зону задания прекратится генерирование импульсов управле1шя импульсным звеном. В зоне задания никаких управлений не вырабатывается.

Необходимо отметить следующий факт, если по каким-либо причинам выйдет из строя формирователь длительности импульсов, регулирующее устройство не потеряет управляющих свойств и по вспомогательному каналу, хотя и с худщим качеством будет осуществлять трехпозиционное импульсное регулирование по отклонению.

Предмет изобретения

Квааиоптимальный по быстродействию регулятор по авт. св. № ЗО8415, о тличающийся тем, что, с целью повыщешш точности и надежности регулятора, он содержит два элемента И, соеди- ненные со входом соответствующехх) элемента ИЛИ, запирающий вентмль, подкл1дн. ченный к первым входам элементов И, . третий и четвертый элементы ИЛИ, и импульсное звено, связа1шое с первым входом запираюшего вентиля, второй вход которого соединен с вьсходом третьего элемента ИЛИ, входь которого подключены к выходам формирователей длительности импульсов, при этом, выход четвертоххэ эле ментаИЛИ соединен с входом импульсного звена, а два его - с вторьши входами элементов И и с соответ ствующими выходами уровня задания блока квантования.

BbaSvmb

При$а8итпь